【摘 要】
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位于同源染色体的一对等位基因通过减数分裂与受精独立地遗传给子代,在F1及随后的世代中等位基因独立地表达,这一过程中DNA序列是其表达调控与功能的决定因素.但是基因组印记
【机 构】
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南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室,南京210095;南京农业大学作物表型组学交叉研究中心,南京210095
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位于同源染色体的一对等位基因通过减数分裂与受精独立地遗传给子代,在F1及随后的世代中等位基因独立地表达,这一过程中DNA序列是其表达调控与功能的决定因素.但是基因组印记、X染色体失活、副突变等生命现象并不符合孟德尔遗传定律.在本研究中,利用强启动子35S驱动赤霉素代谢酶编码基因Os-GA2ox1,并遗传转化水稻,获得的OsGA2ox1 ectopic expression (GAE)转基因水稻表现出植株矮化、叶色深绿、开花延迟等赤霉素严重缺失的典型表型.在转基因植株的后代中出现了表型恢复、与野生型相同的植株.基因型鉴定发现它们含有35S::OsGA2ox1,但是OsGA2ox1的转录降低到与野生型相当的水平,因此将其命名为OsGA2ox1 silencing (GAS).进一步研究发现,与矮化的GAE植株相比,GAS的35S启动子上DNA甲基化水平明显升高,表明基因沉默很可能发生在转录水平上.利用这些转基因沉默的GAS与OsGA2ox1超表达的GAE水稻进行正反杂交,所得到的F1代植株都未呈现出赤霉素缺失表型,并且它们35S启动子上的DNA甲基化水平与GAS一样高.在随后的F2、F3代群体中也未出现过矮化的植株.这表明在F1代植株中,GAS沉默的35S::OsGA2ox1与GAE超表达的35S::OsGA2ox1之间发生了相互作用,改变了超表达的35S::OsGA2ox1表观遗传学状态,而且改变后的35S::OsGA2ox1的表观遗传学状态可以稳定地遗传给后代.本研究的发现将为转基因聚合育种提供重要的理论指导.
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